Bài giảng Môi trường trong xây dựng: Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Môi trường trong xây dựng: Phần 1 cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Môi trường và tài nguyên; sinh thái học và các hệ sinh thái; ô nhiễm môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Môi trường trong xây dựng: Phần 1

PGS.TS TRẦN CÁT TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG BÀI GIẢNG MÔI TRƯỜNG TRONG XÂY DỰNG ĐÀ NẴNG, 2008
CHƯƠNG 1. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN 1.1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ MÔI TRƯỜNG (MT) Định nghĩa khái quát và phổ biến trên thế giới: “MT của một vật thể hoặc một sự kiện là tổng hợp các điều kiện bên ngoài có liên quan đến vật thể và sự kiện đó”. Bất cứ một vật thể, một sự kiện nào cũng đều tồn tại và diễn biến trong một MT nhất định. Khi nghiên cứu về các cơ thể sống người ta đưa ra định nghĩa về MT sống của các cơ trhể sống. Đó là : “Tổng hợp các điều kiện bên ngoài có liên quan đến sự sống và sự phát triển của các cơ thể sống đó”. Về môi trường sống của con người, có nhiều định nghĩa. Dưới đây sẽ nêu lên hai định nghĩa được sử dụng nhiều ở nước ta: 1) Của UNESCO (1981): “MT là toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống nhân tạo, những cái hữu hình dưới dạng vật thể hoặc phi vật thể (phong tục, tập quán, niềm tin …), trong đó con người sinh sống và bằng lao động của minh khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn nhu cầu của con người”. 2) Luật BVMT của CHXHCN Việt Nam (29/11/2005): “MT bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”. Các định nghĩa trên đã khẳng định MT sống của con người không chỉ là nơi tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho một thực thể sống là con người (trong phạm vi môi trường tự nhiên - MTTN) mà còn là "khung cảnh của cuộc sống, của lao động và sự vui chơi giải trí cùng những nhân tố phát triển trí tuệ của con người, do chính mối quan hệ giữa con người với con người tạo ra (môi trường xã hội - MTXH). 1.2. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TRÚC MT MT được phân loại theo các thành phần cơ bản, theo mục đích và nội dung nghiên cứu hoặc theo nghĩa rộng hay hẹp. 1) Theo các thành phần cơ bản, cấu trúc MT được phân thành ba thành phân vật lý (vô sinh) và một thành phần sinh học (hữu sinh): a) Thạch quyển (Lithosphere:) chỉ lớp vỏ trái đất dày 60-70 km trên phần lục địa và 2-8km dưới đáy đại dương. Thành phần hoá học, tính chất lý học của thạch quyển ảnh hưởng rất cơ bản đến cuộc sống con người, đến sự phát triển sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp và duy trì cuộc sống hoang dã. Tuy nhiên do tính chất tương đối ổn định của nó so với các thành phần khác nên trong nhiều chương trình giám sát MT ở quy mô toàn cầu (GEMS) cũng như quy mô từng quốc gia việc quy định các tiêu chuẩn chất lượng liên quan đến thạch quyển là không thống nhất và không bắt buộc giám sát với tất cả mọi nơi. b) Thuỷ quyển (Hydrosphere): là phần nước của trái đất, bao gồm đại dương, sông suối, hồ ao, nước ngầm, băng tuyết, hơi nước trong đất và trong không khí. Thủy quyển đóng vai trò không thể thiếu được trong việc duy trì cuộc sống con người, các loài động thực vật và trong việc cân bằng khí hậu toàn cầu.
c) Khí quyển (Atmosphere): là lớp không khí bao bọc xung quanh trái đất. Khí quyển đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì sự sống nói chung và quyết định đến tính chất khí hậu thời tiêt của quả đất. Do không khí và nước là các thành phần linh động, dễ biến đổi, luân chuyển, lan truyền, tác động trong khu vực rộng lớn nên việc giám sát mức độ ô nhiễm của chúng là bắt buộc trong hệ thống GEMS của LHQ. Hầu hết các quốc gia đều có mạng lưới quan trắc, giám sát các loại MT này. Ba quyển trên là các thành phần vật lý vô sinh, được cấu thành từ các nguyên tố vật chất và chứa đựng năng lượng dưới các dạng khác nhau như thế năng, cơ năng, quang năng, hoá năng, điện năng v.v… d) Sinh quyển (Biosphere): là các thành phần có tồn tại sự sống. Sinh quyển bao gồm các cơ thể sống và những bộ phận của thạch quyển, thuỷ quyển và khí quyển. Có thể viết: Sinh quyển = các cơ thể sống + thạch, thuỷ và khí quyển. Sinh quyển bao phủ từ vùng núi cao đến đáy đại dương, cả lớp dưới của khí quyển và lớp trên của thạch quyển. Sinh quyển bao gồm các thành phần vô sinh và hữu sinh, quan hệ chặt chẽ và tương tác phức tạp với nhau. Sinh quyển không thể tách rời khỏi các thành phần khác mà luôn chịu tác động của việc thay đổi tính chất lý, hoá học của các thành phần đó. Khác với các thành phần vật chất vô sinh, trong sinh quyển ngoài vật chất và năng lượng còn có thông tin sinh học với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại và phát triển của các vật sống. Dạng thông tin phức tạp nhất và phát triển cao nhất là trí tuệ con người, nó đang tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của Trái đất. Những biến đổi to lớn trên hành tinh chúng ta hiện nay cũng như những hoạt động của con người trong vũ trụ đều do trí tuệ con người tạo ra. Vì vậy, ngày nay người ta thừa nhận có sự tồn tại một quyển mới là “Trí quyển” (Noosphere), bao gồm các bộ phận trong trái đất và trong vũ trụ, tại đấy có tác động của trí tuệ con người. Trí quyển chính là nơi đang xảy ra những biến động to lớn về MT mà khoa học MT đang đi sâu nghiên cứu. Trong thế kỷ 21, dự đoán sẽ xuất hiện một nền kinh tế mới có tên là "Kinh tế trí thức" và nhiều tên gọi khác. Nền kinh tế mới được phát triển dựa trên trí thức khoa học cho nên tốc độ tăng trưởng của nó tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng của khối lượng trí thức khoa học mà loài người tích luỹ được. Người ta cho rằng, số lượng trí thức mà loài người sáng tạo ra trong thế kỷ 20 bằng tổng lượng tri thức khoa học mà loài người đã tích luỹ trong suốt lịch sử hơn 500 ngàn năm tồn tại của mình. Trong thế kỷ 21, khối lượng tri thức đó lại được nhân lên gấp bội. Do đó cần phải khôn khéo và tìm mọi cơ hội để năm lấy ngay kẻo muộn. Nếu không sẽ phải trả giá đắt cho sự phát triển của mình. 2) Theo mục đích và nội dung nghiên cứu: Khái niệm chung về MT sống của con người còn được phân thành MT thiên nhiên, MT nhân tạo và MT xã hội. a) MT thiên nhiên (Natural Environment): bao gồm các nhân tố tự nhiên như vật lý, hóa học và sinh học. MT này tồn tại khách quan ngoài ý muốn của con người hoặc ít chịu sự chi phối của con người. b) MT xã hội (Social Environment): là tổng thể các mối quan hệ giữa con người với con người, giữa cá thể con người với cộng đồng xã hội. MTXH được chia ra nhiều phân hệ: như môi trường văn hoá, kinh tế, giáo dục, luật pháp, chính trị, đô thị v.v… MT này sẽ tạo ra thuận lợi hoặc trở ngại cho sự tồn tại và phát triển của cá
nhân và cộng đồng xã hội: hoà bình hay chiến tranh, hợp tác hữu nghị hay đối kháng v.v... c) MT nhân tạo (Artificial Environment): bao gồm những nhân tố vật lý, hoá học, sinh học và xã hội học do con người tạo ra và chịu sự chi phối của con người. Trong thực tế, 3 loại MT này cùng tồn tại, xen kẻ vào nhau và tương tác chặt chẽ với nhau. 3) Theo nghĩa rộng hay hẹp: Rộng: MT bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội cộng với các loại tài nguyên cần thiết phục vụ cho sự sống và phát triển con người, kể cả các nhân tố về chất lượng MT đối với sức khoẻ và tiện nghi sinh sống của con người. Hẹp: MT chỉ gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội như không khí, đất, nước, quan hệ chính trị xã hội tại nơi sinh sống và làm việc của con người nhưng không xét đến yếu tố tài nguyên. 1.3. CÁC CHỨC NĂNG CỦA MT ĐỐi với con người, MT sống có chất lượng cao là môi trường thoả mãn được các chức năng cơ bản sau đây: 1. MT là không gian sống của con người và thế giới sinh vật Trong cuộc sống của mình, con người cần một khoảng không gian sống với một độ lớn và một chất lượng nhất định. Trái đất, thành phần môi trường cơ bản và gần gũi nhất của loài người có tổng diện tích khoảng 15 tỷ hecta và diện tích đó hầu như không thay đổi trong hàng trăm triệu năm qua. Trong lúc đó, dân số loài người trên Trái đất đã và đang tăng lên theo cấp số nhân. Diện tích đất bình quân đầu người theo đó giảm xuống nhanh chóng. Quá trình tăng dân số và thu hẹp diện tích đất bình quân tính theo đầu người trên thế giới theo thời gian được đưa ra như sau: Bảng 1.1 Năm Dân số (triệu Diện tích đất bình quân đầu người (ha) người) 0 công lịch 200 75 1650 545 (hơn 1/2 tỷ) 27,5 1840 1000 (1 tỷ) 15 1930 2000 (2 tỷ) 7,5 1960 3000 (3 tỷ) 5 1975 4000 (4 tỷ) 3,75 12.10.1999 6000 (6 tỷ) 2,5 (thời điểm 1 em bé Kosovo ra đời thứ 6 tỷ) dự kiến 2010 7000 (7 tỷ) 1,88 Theo bảng trên thì vào năm 0 công lịch dân số thế giới (DSTG) chỉ có 200 triệu người, diện tích đất bình quân cho một đầu người là 75 ha, đến nay sau 2000 năm DSTG đã gần 7 tỷ, diện tích đất bình quân cho một đầu người chỉ còn 1,88 ha. Từ thuở sơ khai, phải mất khoảng 1500 năm DSTG mới tăng gấp đôi, càng về sau tốc độ tăng càng nhanh, chỉ trong vòng 39 năm từ 1960 đến 1999 đã tăng gấp đôi từ 3 tỷ lên 6 tỷ.
Ở Việt Nam: chúng ta có khoảng 31.168.800 ha đất, đầu thế kỷ 18 có khoảng 4 triệu người, đến nay đã trên 85 triệu người, diện tích đất bình quân chỉ có 0,38 ha/đầu người. Quá trình tăng dân số và thu hẹp diện tích đất bình quân đầu người của Việt Nam như bảng 1.2 dưới đây. Bảng 1.2 Năm Dân số (triệu Diện tích đất bình quân đầu người (ha) người) 0 công lịch 1,0 chưa xác định Đầu thế kỷ 18 4 7,79 (thời kỳ vua Quang Trung) 1882 7,1 4,38 (thời kỳ vua Tự Đức) 1940 20,2 1,54 1955 25,1 1,24 (mặc dù bị nạn đói năm 1945 và chiến tranh chống thực dân Pháp) 1975 47,6 0,65 (thời kỳ chiến tranh chống Mỹ) 1985 59,7 0,52 1995 74 0,42 2003 >80 0,38 Như vậy, dân số tăng lên làm cho không gian sống bị thu hẹp lai, dẫn tới sự tranh chấp lẫn nhau. Mỗi một khoảng không gian sống trong sinh quyển chỉ có một sức chịu tải nhất định (carring capacity) cho một quần chủng, nếu quá giới hạn đó, hệ thống sẽ mất cân bằng. Gần đây, để cân nhắc tải lượng mà môi trường phải gánh chịu đã xuất hiện những chỉ tiêu đánh giá cho tính bền vững liên quan đến không gian sống con người: - Khoảng sử dụng môi trường (environmental use space) là tổng các ngùon tài nguyên thiên nhiên có thể được sử dụng hoặc những ô nhiễm có thể phát sinh để đảm bảo một môi trường lành mạnh cho thế hệ hôm nay và mai sau. - Dấu chân sinh thái (ecological footprint) được phân tích dựa trên định lượng tỷ lệ giữa tải lượng của con người lên một vùng nhất định và khả năng của vùng để duy trì tải lượng đó mà không làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên (đơn vị tính là hecta). Nước Mỹ năm 1993 cần sản xuất 1 dấu chân sinh thái để đảm bảo mức sống trung bình của người dân là 8,49 ha, nó chiếm gấp hơn 5 lần so với mức trung bình của một người dân trên thế giới (1,7 ha). Chỉ những nước có dấu chân sinh thái cao hơn 1,7 ha mới có thể tồn tại bền vững mà không làm cạn kiệt vốn tài nguyên thiên nhiên. 2. MT là nơi cung cấp các nguồn tài nguyên cần thiết cho con người Trong lịch sử phát triển của mình, loài người đã trải qua nhiều giai đoạn với nhiều nền sản xuất khác nhau từ săn bắt, hái lượm đến nông nghiệp, công nghiệp và hậu công nghiệp. Xét về bản chất thì mọi hoạt động đó đều nhằm vào việc khai thác các tài nguyên thiên nhiên thông qua lao động cơ bắp, công cụ, vật tư và trí tuệ. Con người đã lấy từ tự nhiên những nguồn tài nguyên sản xuất ra của cải vật chất nhằm đáp ứng nhu cầu của mình. Nhu cầu của con người về các nguồn tài nguyên không
ngừng tăng lên cả về số lượng, chất lượng và mức độ phức tạp theo trình độ phát triển của nó. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên mà con người có thể sử dụng sản xuất ra của cải vật chất cho mình rất đa dang, phong phú, bao gồm: rừng tự nhiên, các thuỷ vực, không khí, năng lượng (mặt trời, gió, nước…), các lòai dầu mỏ, quặng đá, các lòai động thực vật v.v… Dân số càng tăng lên, kỹ thuật sản xuất càng tiến bộ, văn minh loài người càng nâng cao bao nhiêu thì tài nguyên thiên nhiên càng bị khai thác cạn kiệt bấy nhiêu. Để khắc phục điều đó, con người phải tiến hành thăm dò, khai thác các vùng đất mới, các dạng tài nguyên mới như các nước Trung Quốc, Ấn Độ đã tiến hành trong thời kỳ Trung Cổ, các nước công nghiệp châu Âu đã làm đối với châu Mỹ, châu Phi, châu Á và châu Đại Dương trong thời kỳ cận đại và hiện đại. Con người phải thăm dò để phát hiện và khai thác các tài nguyên tiềm tàng trong lòng đất, trong biển cả để có thêm nguồn tài nguyên mới. Con người cũng đã sử dụng khoa học và công nghệ để chế tạo ra các loại vật liệu nhân tạo thay thế vật liệu tự nhiên như nhựa tổng hợp, vật liệu compôsit … Nhưng đồng thời với việc sáng tạo ra những loại vật liệu mới, tạo ra những tiến bộ quan trọng trong cuộc sống của mình, con người cũng đã tạo ra những vấn đề gay cấn về MT cần phải lưu ý giải quyết như nhựa tổng hợp không thể phân huỷ tự nhiên được, thuốc BVTV có chu kỳ phân huỷ lâu, gây bệnh cho người v.v… 3. MT là nơi chứa đựng và xử lý các loại phế thải do con người tạo ra Trong việc khai thác, sản xuất và sử dụng tài nguyên thiên nhiên vào cuộc sống của mình, con người chưa bao giờ và cũng sẽ không bao giờ đạt được hiệu suất 100%, tức là không bao giờ sử dụng được hết mà luôn tạo ra các loại phế thải như phế thải trong sinh hoạt, trong sản xuất v.v…. MT chính là nơi phải chứa đựng các loại phế thải đó. Các chất thải sẽ được các loài vi sinh vật và các yếu tố môi trường khác phân huỷ. Trong thời kỳ sơ khai, khi dân số loài người còn ít, phương thức sản xuất còn đơn giản, thủ công, các chất thải sẽ được phân huỷ tự nhiên sau một thời gian nhất định hoặc được sử dụng lại để lại trở thành nguyên liệu của tự nhiên như các chất bài tiết của sinh vật được làm phân bón, các phế thải từ sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp được làm thức ăn cho gia súc, làm nhiên liệu đốt v.v… Sự tăng dân số thế giới cùng với quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá diễn ra một cách nhanh chóng làm cho số lượng chất thải tăng lên không ngừng, nhiều nơi, nhiều chỗ trở nên quá tải, làm ô nhiễm môi trường. Vấn đề chứa đựng và xử lý phế thải trở thành vấn đề bức xúc về môi trường tại nhiều nơi trên thế giới. Khả năng tiếp nhận và phân huỷ chất thải trong một khu vực nhất định được gọi là khả năng đệm (buffer capacity) của khu vực đó. Khi lượng chất thải lớn hơn khả năng đệm hoặc thành phần chất thải có nhiều chất độc hại, vi sinh vật phân huỷ khó khăn thì chất lượng môi trường sẽ giảm và có thể bị ô nhiễm. Các nước công nghiệp phát triển đã tạo ra một lượng chất thải quá lớn hoặc rất độc hại, phải chôn lấp tại các vùng xa xôi hẻo lánh trong lãnh thổ của mình hoặc ở các nước nghèo sau khi mua quyền sử dụng đất. Còn tại các nước nghèo, điều kiện vệ sinh kém, phế thải không được thu dọn, không được xử lý, người phải sống chung với phế thải, với nguồn độc hại và dịch bệnh. Vì vậy, phế thải đã trở thành vấn đề môi trường mà mức độ gay cấn càng tăng lên không những đối với các nước giàu mà cả đối với các nước nghèo kém phát triển.
4. Môi trường còn là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người Có thể nói môi trường là một thư viện bao la, là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người, vì : - Trái đất là nơi "ghi chép" và lưu trữ lịch sử địa chất, lịch sử tiến hoá của vật chất và sinh vật, lịch sử xuất hiện và phát triển văn hoá của loài người. - Trái đất là nơi biểu hiện các chỉ thị về không gian, thời gian và những hiện tượng mang tính tín hiệu cảnh báo sớm các hiểm hoạ đối với con người và sinh vật sống trên Trái đất như: phản ứng sinh lý của các cơ thể sống trước khi xảy ra các tai biến tự nhiên như bão, động đất, núi lửa v.v… - Trái đất là nơi lưu trữ và cung cấp cho con người sự đa dạng các nguồn gen, các loài động thực vật, các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo, các vẽ đẹp cảnh quan có giá trị thẩm mỹ, tôn giáo, đa dạng văn hoá v.v… Môi trường được xem là suy thoái nếu không có đủ các chức năng trên hoặc thiếu một trong các chức năng trên. Thiếu không gian sống hoặc không gian sống không có chất lượng, thiếu tài nguyên để duy trì cuộc sống, thiếu hoặc không chứa và xử lý nổi chất thải hoặc làm mất đi những nguồn gen quý hiếm … đều làm cho môi trường bị suy thoái. 1.4. TÀI NGUYÊN 1. Khái niệm Tài nguyên có thể hiểu theo nghĩa rộng và hẹp. Theo nghĩa rộng thì Tài nguyên (TN - Resources) bao gồm tất cả các nguồn nguyên vật liệu (Materials), năng lượng (Energy) và thông tin (Information) có trên trái đất và trong vũ trụ mà con người có thể sử dụng phục vụ cho sự tồn tại và phát triển của mình. Có thể biểu diễn khái niệm đó thành đẳng thức: R = M + E + I (R- Resources, M-Materials, E-Energy và I-Information). Còn theo nghĩa hẹp thì khi nói đến Tài nguyên người ta chỉ xét đến những tài nguyên gắn liền với các nhân tố tự nhiên, không xét đến các nhân tố xã hội. Theo đó thì "Tài nguyên thiên nhiên là tất cả những loại vật chất có ích cho sự sống và phát triển của con người". Trong bất cứ chế độ xã hội nào thì hoạt động của con người cũng đều là quá trình dùng năng lượng để biến đổi vật chất từ dạng tự nhiên có trong môi trường (các loại tài nguyên) thành các dạng có ích cho cuộc sống của mình. Mọi hoạt động của con người đều chỉ là qúa trình biến đổi vật chất từ dạng này sang dạng khác chứ không làm biến mất vật chất. 2. Các điều kiện để con người có tài nguyên Tài nguyên là thuộc tính của môi trường, được con người đánh giá là có số lượng và chất lượng qua thời gian và không gian. Nó không chỉ là thuộc tính hữu hình mà bao gồm các mối quan hệ chức năng được ràng buộc bởi nhu cầu của con người, bởi khả năng và quan niệm của con người về đánh giá và sử dụng TN. Vì vậy, con người muốn có TN cần các điều kiện sau:
- Khi con người có nhu cầu, có khả năng hiểu biết đúng về môi trường sống của mình, về một vật hoặc loài nào đó của môi trường thì vật, loài đó mới có thể trở thành TN. Đó là điều kiện cần. - Khi trình độ khoa học kỹ thuật phát triển đến một mức độ nào đó để con người có thể chế biến, sử dụng vật, loài đó thì chúng mới có thể trở thành TN. Đó là điều kiện đủ. Thí dụ: Vàng hiện nay là kim loại rất đắt nhưng trước đây chỉ là một loại khoáng sản không có giá trị vì con người không biết được tính chất của nó là có thể sử dụng làm đồ trang sức rất quý, không bị ăn mòn,không bị hoen rỉ và đặc biệt là không biết dùng nó để dự trữ thanh toán thay tiền. Hoặc trong thiên nhiên có đến trên 30 triệu loài sinh vật nhưng con người chỉ mới biết được khoảng dưới 3 triệu loài (
Trong quá trình sử dụng, TNTN còn được chia ra theo dạng vật chất cụ thể như TN đất, TN nước, TN rừng, TN biển, TN sinh học v.v… Khi xét về trữ lượng người ta còn có thể phân ra là : TN hữu hạn, TN vô hạn. Các nguồn TNTN mà hiện nay con người phải đặc biệt quan tâm là đất, rừng, nước, khoáng sản, năng lượng, sinh vật, biển và khí hậu cảnh quan. b) Tài nguyên nhân văn: (Human Resources) là những TN gắn liền với các nhân tố con người và xã hội, tồn tại cùng với sự tồn tại của con người và là sản phẩm của con người. Có thể phân biệt hai loại TN nhân văn: - Di sản tinh thần (cơ sở chính trị, xã hội, văn hoá, khoa học, công nghệ, quan hệ giữa con người với nhau …) - Cộng đồng dân cư: nguồn lao động, dân số … Trong TN nhân văn cũng có thể phân thành hai loại: tái tạo được và không tái tạo được. Con người cần nguồn TN để đảm bảo cuộc sống và phát triển. Vì vậy, xét về mặt BVMT trên quan điểm sử dụng TN là biết khai thác, sử dụng hợp lý và có hiệu quả (khôn ngoan) mọi nguồn TN đảm bảo cho MT có thể tự phục hồi được. 4. Khai thác TN a) Khai thác TN đất Đất là dạng TN vật chất của con người. Đất có hai nghĩa: nghĩa thứ nhất là thổ nhưỡng (soil) - là mặt bằng để sản xuất nông lâm nghiệp, nghĩa thứ hai là đất đai (land) - là nơi ở và xây dựng cơ sở hạ tầng của con người. - Giá trị thổ nhưỡng của đất được tính bằng số lượng diện tích (ha hay km 2) và độ phì (độ mầu mỡ) thích hợp cho trong cây lương thực và công nghiệp. - Giá trị đất đai được thể hiện qua diện tích và các thông số kỹ thuật của công trình hạ tầng kỹ thuật như nhà ở, đường giao thông, khu công nghiệp và đô thị. Theo số liệu thống kê năm 1980, tổng diện tích TN đất của thế giới là 14.777 triệu ha, trong đó có 526triệu ha đất đóng băng. Đất canh tác chiếm 12%, rừng 32%, đồng cỏ 24%, còn lại 32% là đất cư trú và đầm lầy. Thực trạng TN đất của thế giới đang bị suy thoái nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân: xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm phèn, ô nhiễm, biến đổi khí hậu. Hiện có tới 10% đất có tiềm năng canh tác nông nghiệp đang bị sa mạc hoá. TN đất của Việt Nam so với thế giới là rất hạn hẹp, có khoảng 33 triệu ha, trong đó đất lâm nghiệp 11,8 triệu ha, chiếm 35,7%, đất nông nghiệp 7 triệu ha, chiếm 21%, đất chuyên dùng 1,4 triệu ha, chiếm 4,2%, đất chưa sử dụng là 13 triệu ha, chiếm 39%. Diện tích đất bình quân đầu người của nước ta hiện nay là 0,45ha/người, bằng 17% mức trung bình của thế giới (2,37 ha/người), trong đó đất nông nghiệp chỉ có 0,095ha/người, băng 10% mức trung bình của thế giới. Diện tích đó đang bị thu hẹp dần do quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá. Đáng lo ngại nhất là trong tổng 33 triệu ha đất thì đã có 11 triệu ha đất đồi núi đang bị xói mòn thành đồi trọc. Lượng đất nhiễm mặn lên tới 175.000 ha, nhiễm phèn là 602.190 ha, đất có nguy cơ bị sụt lở vùng ven biển, ven sông khoảng 1 triệu ha… Trong các nguồn TN thì tài nguyên đất có giá trị hơn cả vì nó bao hàm mọi sự sống trên phần lục địa (trên cạn) và hàm chứa các nguồn tài nguyên khác như tài nguyên rừng, tài nguyên khí hậu v.v… Vì vây, việc bảo vệ tài nguyên đất được đặt ra hàng đầu cùng với phong trào chống đói nghèo và nạn thiếu lương thực trên thế giới. b) Khai thác TN rừng:
Rừng là thảm thực vật của những cây thân gỗ trên bề mặt trái đất, giữ vai trò to lớn đối với con người: - cung cấp gỗ - điều hoà khí hậu (nhiệt độ không khí trong rừng nhỏ hơn nhiệt độ vùng đất trống 3 - 50C) - giữ ẩm, bảo vệ nguồn nước sông hồ (hệ số dòng chảy trên mặt đất do nưa tạo ra tỷ lệ nghịch với độ che phủ thực vật, đất có độ che phủ 75% thì hệ số dòng chảy chỉ bằng 1/2 hệ số dòng chảy của đất có độ che phủ 35%). - duy trì nồng độ ô-xy và thu nhận khí CO2 trong khí quyển (một hecta rừng hàng năm tạo ra 16 - 30 tấn ô-xy và hấp thụ hàng chục tấn khí CO2. - ngăn chặn gió bão, lũ quét, chống xói mòn (lượng xói mòn của đất rừng chỉ bằng 10% so với lượng xói mòn của vùng đất trống) - là nơi cư trú của các loài động vật hoang dã - là nơi tàng trữ các nguồn gen quý hiếm, v.v… Giá trị của TN rừng là giá trị tổng hợp chứ không phải chỉ là giá trị kinh tế đơn thuần là khai thác gỗ ; giá trị về môi trường của nó còn lớn hơn rất nhiều so với giá trị kinh tế. Có thể nói bảo vệ rừng là đồng nghĩa với việc bảo vệ các nguồn TN khác. Vì vậy, tỷ lệ đất có rừng che phủ của một quốc gia được xem là chỉ tiêu an sinh môi trường quan trọng. Tỷ lệ này phải >45% diện tích lãnh thổ quốc gia (gần 1/2 diện tích quốc gia là rừng) sẽ là tỷ lệ an toàn tối ưu về môi trường. Để khai thác, bảo vệ và phát triển rừng, người ta phân loại rừng như sau: - Rừng phòng hộ: là rừng được sử dụng với mục đích môi trường như bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất chống xói mòn, hạn chế thiên tai, điều hoà khí hậu, làm sạch khí quyển … Tuỳ thuộc mục đích phòng hộ nó còn được phân thành: rừng phòng hộ đầu nguồn, rừng chắn gió, chắn cát, chắn sóng, rừng lấn biển … - Rừng đặc dụng: là rừng được sử dụng với mục đích bảo tồn thiên nhiên, danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử, văn hoá …Khả năng phục vụ của nó rất rộng như nghiên cứu khoa học (đa dạng sinh học, nguồn gen quý hiếm…), nghỉ ngơi, du lịch sinh thái … Chúng được phân thành các loại: rừng quốc gia, rừng bảo tồn thiên nhiên, rừng nghiên cứu thí nghiệm… - Rừng sản xuất: là rừng được dùng để sản xuất, khai thác gỗ, các loại lâm sản khác cũng như động vật rừng. Rừng trên trái đất ngày càng bị thu hẹp về diện tích và trữ lượng. Đầu thế kỷ XX rừng thế giới là 6 tỷ ha, năm 1958 còn 4,4 tỷ ha, hiện nay còn khoảng hơn 2,0 tỷ ha. Tốc độ mất rừng trung bình hàng năm là 20 triệu ha/năm. Ở Việt Nam năm 1943 có 13,3 triệu ha rừng, chiếm 43,8% diện tích quốc gia, hiện nay còn khoảng 8,7 triệu ha, chiếm 28,3%. Tốc độ mất rừng của ta khoảng 180.000 - 200.000 ha/năm. Rừng đang là vấn đề sống còn của con người trước những biến đổi môi trường và thiên tai. Vì vậy, từ năm 1991 Chình phủ đã ban hành Luật bảo vệ và phát triển rừng: đóng của rừng tự nhiên, chấm dứt du canh, khai thác hợp lý, hạn chế khai hoang chuyển rừng thành đất nông nghiệp, trồng rừng mới, bảo vệ rừng phòng hộ, phủ xanh đất trống đồi trọc v.v… c) Khai thác TN nước
Nước là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý, là cơ sở của sự sống và là phương tiện để giữ gìn sự cân bằng sinh thái trên hành tinh chúng ta. Tổng khối lượng của thuỷ quyển khoảng 14.1018 tấn (xấp xỉ bằng 7% khối lượng thạch quyển), trong đó đại dương có khối lượng 97,4%, khoảng 361 triệu km2 với 1,338.1036 m3 nước. TN nước mà chúng ta có thể sử dụng trực tiếp là nước ngọt lục địa gồm hệ thống sông hồ (nước mặt) và nước ngầm có trữ lượng rất bé so với thuỷ quyển, chỉ khoảng 4,3%, trong đó nước ngầm khoảng 4,12% và nước mặt là 0,02%. Nước được khai thác để sử dụng cho sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và các mục đích khác. Con người khai thác sử dụng khoảng 35.000km3/năm, trong đó khoảng 8% cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp, 63% cho nông nghiệp và khoảng 6% cho các mục đích khác. Việc sử dụng TN nước trên thế giới hiện nay đang có những vấn đề sau: - Nước phân bố không đều trên bề mặt trái đất: có nơi lượng mưa trung bình hàng năm rất ít (vùng sa mạc: < 100mm/năm) nhưng có nơi lại rất lớn (Ấn Độ, VN… >5000mm/năm). Như vậy hạn hán, nước không đủ dùng có thể xảy ra ở vùng này nhưng vùng khác lại thừa nước, gây ngập lụt. Những biến đổi khí hậu, nguyên nhân là do con người gây ra hiện nay, đang làm trầm trọng thêm sự phân bố không đều TN nước trên trái đất. - Nhu cầu sử dụng nước của con người ngày càng tăng lên theo sự phát triển các mặt của con người. Ngày nay con người khai thác và sử dụng nhiều TN nước hơn (lượng nước ngầm khai thác trên thế giới vào năm 1990 tăng 30 lần lượng khai thác năm 1960). Mức tăng bình quân hàng năm của nhu cầu sử dụng nước lên đến 6%. Điều này làm cho nguồn nước ngọt có nguy cơ cạn kiệt về trữ lượng, gây ra những biến động mạnh trong sự cân bằng nước tự nhiên. - Nguồn nước đang bị ô nhiễm do các hoạt động của con người gây ra: con người đã thải ra môi trường nước các chất hữu cơ, các hoá chất và thuốc trừ sâu, các loại kim loại năng, độc hại … Việt Nam có TN nước vào loại phong phú của thế giới, lượng mưa trung bình/năm cao khoảng 2.000mm/năm, gấp 2,6 lần lượng mưa trung binh của vùng lục địa trên thế giới. Tổng lượng mưa trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam là 650km3/năm, tạo ra dòng chảy mặt trong vùng nội địa là 325km3/năm. Tuy nhiên do mật độ dân số vào loại cao nên bình quân lượng nước phân bố theo đầu ngườì vào loại trung bình thấp của thế giới. Việc khai thác, sử dụng TN nước ở Việt Nam cũng có những tồn tại tương tự như của thế giới: - Hiện tượng thiếu nước vào mùa khô và lũ lụt vào mùa mưa xảy ra hầu như ở khắp cả nước. Kết quả tính toán cân bằng nước năm 2000 và 2010 cho thấy, nhu cầu dùng nước trong mùa khô của ta đều vượt quá 30% tổng lượng nước đến, đặc biệt vùng Nam Trung bộ có nhu cầu vượt đến 80 - 90%. Theo tiêu chuẩn của FAO, lượng nước sử dụng không được vượt quá 30% tổng lượng nước đến, thì Việt Nam sẽ thiếu nước trong mùa khô. - Tình trạng ô nhiễm nguồn nước kể cả nước mặt và nước ngầm. Có thể nói hầu hết các sông rạch ở Việt Nam đã và đang bị ô nhiễm, nhiều nơi rất nặng nề như sông Thị Vải, sông Đồng Nai (Đồng Nai), sông Phú Lộc (Đà Nẵng), sông Cầu (Bắc Giang), sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu (Hà Nội) … do các nguồn thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp ngày càng gia tăng. Việc sử dụng nước ngầm một cách
bừa bãi, thiếu quy hoạch đã làm thay đổi cân bằng áp suất gây nên sụt lún, mặn hoá … ở nhiều nơi. Vì vậy, Việt Nam cần có kế hoạch nghiên cứu tổng thể quy hoạch và sử dụng TN nước một cách hợp lý để có thể phát triển bền vững. d) Khai thác TN khoáng sản TN khoáng sản là dạng TN tích tụ dưới dạng hợp chất hay đơn chất ở một khu vực nào đó trong thạch quyển và được gọi là mỏ khoáng sản như mỏ than, mỏ bô- xit, mỏ đồng, chì, kẽm v.v… TN khoáng sản thường được phân loại như sau: - Theo trạng thái tồn tại: rắn (khoáng), khí (khí đốt, Argon, Heli…) hoặc lỏng (dầu, Hg…). - Theo nguồn gốc : khoáng sản nội sinh (trong lòng đất), ngoại sinh (lộ thiên trên bề mặt trái đất). - Theo thành phần hoá học: kim loại (đen, màu, quý hiếm), phi kim loại (vật liệu khoáng, đá quý, vật liệu xây dựng), nhiên liệu (than, dầu, khí đốt …) TN khoáng sản của Việt Nam rất đa dạng về loại hình (có khoảng 80 loại hinh với 3.500 mỏ lớn nhỏ). Việc khai thác sử dụng TN khoáng sản có tác động mạnh mẽ tới môi trường sống. Một mặt TN khoáng sản là nguồn nguyên vật liệu để tạo ra các dạng vật chất có ích cho con người. Mặt khác các vấn đề môi trường phát sinh trong khai thác, vận chuyển, chế biến và sử dụng khoáng sản sẽ rất lớn như mất đất, mất rừng, ô nhiễm nước, bụi, kim loại nặng, các hoá chất độc hại … tác động trực tiếp đến con người ở nhiều thế hệ. Vì vậy cần phải được nghiên cứu tính toán kỹ lưỡng trước khi đầu tư khai thác. Hiện nay, dư luận đang rất quan tâm đến vấn đề khai thác bô-xit ở Tây Nguyên. TCT Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV) đang triển khai hai dự án là Nhân Cơ (Đắc Nông) và Tân Rai (Lâm Đồng). Các nhà khoa học và môi trường của Việt Nam cả trong và ngoài nước đã và đang có ý kiến, phân tích lợi và bất lợi, nên hay không nên của các dự án này. Trước tình hình dư luận có nhiều ý kiến lo lắng và phản đối, Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng đã quyết định tổ chức cuộc hội thảo để tập hợp ý kiến rồi xem xét và quyết định. Những ý kiến của các nhà khoa học xung quanh các vấn đề: Một là: Hiện nay nước ta chưa hội đủ các điều kiện cho phép khai thác bô-xit ở Tây Nguyên có lợi cho sự phát triển bền vững của đất nước. Thế giới đã đúc kết và đưa ra kết luận chỉ nên khai thác bô-xít để luyện nhôm khi có những điều kiện xếp theo thứ tự như: - có nguồn điện dồi dào, - có nguồn nước dồi dào, - nơi khai thác có vị trí hoang vắng (xa khu dân cư hay vùng kinh tế) và địa thế thích hợp (thấp, trong thung lũng, không phải vùng đầu nguồn các sông), thuận lợi cho việc tổ chức bảo vệ môi trường (xử lý nước thải và bùn đỏ nhiễm hoá chất…). - có khả năng giảm xuống mức thấp nhất chi phí vận tải - có trữ lượng bô-xit dồi dào với hàm lượng cho phép đạt chuẩn 4/2/1 (4 tấn quặng làm ra 2 tấn alumina để có 1 tấn nhôm) - có nguồn lao động rẻ hoặc được cơ giới hoá cao độ khâu khai thác. Ta chỉ có 2 điều kiện cuối cùng và là 2 điều kiện thấp nhất trong 6 điều kiện cần phải có, đó là nguồn TN dồi dào và giá lao động rẻ. Ngoài ra còn có hai vấn đề cực kỳ quan trọng khác trong khai thác bô-xit ở Tây Nguyên không thể bỏ qua là: a) vấn đề an ninh quốc gia và b) tác động đối với quê hương sinh tồn của đồng bào các dân tộc ít người. Vì vậy họ đang kiến nghị là nên đình chỉ các dự án này trước khi còn chưa muộn.
đ) Khai thác TN năng lượng Năng lượng là dạng TN vật chất, xuất phát từ hai nguồn: năng lượng Mặt trời và năng lượng Lòng đất. Năng lượng Mặt trời tồn tại dưới các dạng: bức xạ mặt trời, năng lượng sinh học dưới dạng sinh khối động thực vật, năng lượng chuyển động của khí quyển, huỷ quyển (gió, sóng, thuỷ triều, hải lưu, dòng chảy …) Năng lượng Lòng đất gồm: năng lượng dưới dạng nhiệt độ cao của lòng đất biểu hiện như nguồn nước nóng, núi lửa, phóng xạ của các mỏ Uran, Th, Po, mỏ nhiên liệu hoá thạch … Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày một cao (giữa thế kỷ XX là 70.000kcal/người-ngày, hiện nay là 200.000kcal/người-ngày). Tiềm lực năng lượng mỗi quốc gia khác nhau: Nhật, Pháp chủ yếu là năng lượng hạt nhân, Trung Quốc, Đức, Anh là than, Mỹ, Nga là dầu khí … Việc khai thác than đá, dầu khí thường gây ô nhiễm môi trường: ô nhiễm bụi, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm biển, mất thảm thực vật, gây sụt lún mặt đất và vùng thềm lục địa v.v… Thuỷ năng được coi là năng lượng sạch (VN có trữ lượng thuỷ điện 30.970 MW = 1,4% tổng trữ lượng thế giới) nhưng việc xây dựng hàng loạt các nhà máy thuỷ điện cũng sẽ gây tổn hại đến môi trường như có thể gây ra động đất cưỡng bức, làm thay đổi khí hậu, thời tiết, mất đất canh tác nông lâm nghiệp, làm biến đổi chế độ thuỷ văn vùng hạ lưu các sông… Năng lượng hạt nhân là năng lượng nhận được từ quá trình phân rả hạt nhân các nguyên tố phóng xạ U, Th… hoặc tổng hợp nhiệt hạch. Một gr U235 có năng lượng giải phóng bằng đốt 2 tấn than đá. Nguồn năng lượng này không tạo ra khí ô nhiễm, bụi nhưng lại có nguy cơ rủi ro dò rỉ phóng xạ lớn dưới dạng khí, rắn hoặc lỏng. Các nguồn năng lượng khác như gió, thuỷ triều, bức xạ mặt trời, địa nhiệt nếu được sử dụng thì đẩm bảo hoàn toàn là năng lượng sạch. Tuy nhiên với điều kiện hiện nay thì chưa thể khai thác được với khối lượng lớn để có thể phục vụ cho con người mà có thể chỉ đủ phục vụ cho nhu cầu dân sinh vùng xa, cao … Việt Nam có nhiều nguồn TN năng lượng lớn: than Quảng Ninh, dầu Vũng Tàu, Côn Đảo, khí ở Thái Bình, Vũng Tàu, Nam Côn Sơn, thuỷ điện ở nhiều nơi … Việc khai thác các nguồn năng lượng này đã mang lại hiệu quả to lớn, tuy nhiên cần có các phương án bảo vệ môi trường để không gây thảm hoạ cho đất nước. e) Khai thác TN biển: Biển và đại dương chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất, sâu trung bình 3.710m, dung lượng nước 1,37 tỷ km3. TN biển rất đa dạng, bao gồm nhiều nguồn lợi: (1) hoá chất và khoáng chất trong nước và trầm tích đáy, (2) nhiên liệu (dầu, khí), năng lượng sạch khai thác từ gió biển, nhiệt độ nước biển, các dòng hải lưu và thuỷ triều, (4) sinh vật biển bao gồm các nhóm động, thực vật và vi sinh vật với khối lượng khổng lồ (550 tỷ tấn), là nguồn lợi có giá trị rất quan trọng đối với con người. Ngoài ra TN biển còn thể hiện ở hệ thống giao thông thuỷ tiện lợi, cảnh quan du lịch, nghỉ dưỡng …
Do biển có giá trị như vậy nên việc khai thác biển ngày càng gia tăng. Theo đánh giá của FAO, khai thác thuỷ sản biển không được vượt quá ngưỡng tái tạo là 100 triệu tấn/năm, nhưng hiện nay đã đạt ngưỡng và có xu hướng vượt quá. Hiện tượng chôn chất phóng xạ và đổ chất thải độc hại ra biển vẫn chưa được kiểm soát triệt để. Các sự cố tràn dầu trên biển do tai nạn khi vận chuyển vẫn liên tiếp xảy ra. Vì vậy, vấn đề ô nhiễm biển cũng đã xuất hiện ngày một nhiều trên các vùng biển thế giới. 5. Luật bảo tồn TN a) Khái niệm Dưới mọi hình thái xã hội, quá trình sống của con người bao gồm hai quá trình cơ bản là sản xuất và tiêu dùng. Sản xuất là quá trình dùng năng lượng để biến đổi TNTN thành sản phẩm có ích, thoả mãn được nhu cầu và nguyện vọng của con người. Còn tiêu dùng là quá trình sử dụng sản phẩm tức là quá trình biến đổi TN từ dạng phù hợp với nhu cầu và nguyện vọng con người thành dạng không còn phù hợp và bị thải bỏ lại môi trường. Mọi hoạt động của con người đều chỉ là quá trình biến đổi vật chất từ dạng này sang dạng khác chứ không làm biến mẩt vật chất. Con người muốn đưa toàn bộ TN khai thác được vào hệ thống hoạt động của mình (tức là vào hai quá trình sản xuất và tiêu dùng) và TN ấy tồn tại dưới dạng hoặc là sản xuất hay tiêu dùng, còn tổng lượng vật chất của TN vẫn luôn được bảo tồn. Có thể diễn đạt quan niệm đó dưới dạng một đồng nhất thức: Rtn = Rhc + Rkt = Rsd + Rmt trong đó: Rtn- tổng lượng TNTN của một quốc gia; Rhc- tổng lượng TNTN hiện có dưới mọi hình thức (kể cả trong sản phẩm đang tiêu dùng tại thời điểm xét); R kt- tổng lượng TNTN khai thác được trong thời gian xét; Rsd- tổng lượng TN được sử dụng và Rmt- tổng lượng TN hoàn trả lại môi trường. b) Những vấn đề cần chú ý khi xem xét đồng nhất thức trên: - MT ở đây bao gồm những nơi chốn có khai thác TN và tất cả những nơi TN được thải bỏ lại, nghĩa là bao gồm cả thạch, thuỷ và khí quyển. Nhưng thực tế, TN khai thác được phần lớn là từ thạch quyển, một số ít từ thuỷ quyển và khí quyển, song phần thải bỏ lại MT của hoạt động con người trước hết là vào khí quyển (các loại khí thải), sau đó là thuỷ quyền và bề mặt thạch quyển. Quy trình khai thác và thải bỏ ngược nhau đó là nguyên nhân gây ra sự mất cân bằng trong MT, tức là tạo ra sự biến đổi về MT. - MT trong đồng nhất thức trên không đề cập đến chủ sở hữu của nó. Người ta coi MT như là tài sản chung của con người. Việc không xác định chủ sở hữu của MT là một trong những nguyên nhân làm cho việc khai thác và sử dụng TNTN trở nên lãng phí, kém hiệu quả. Đó là nguyên nhân trực tiếp gây biến đổi MT. - Trong đồng nhất thức trên, chúng ta chỉ mới xét đến khối lượng vật chất của Rmt tức là khối lượng TN bị thải bỏ lại MT, còn chất lượng của Rmt như thế nào thì chưa xét đến, mà Rmt có chất lượng ra sao lại do chính hành vi của con người quyết định, trong khi đó Rkt lại do thiên nhiên quyết định. Thải bỏ như thế nào cho hợp lý để MT có thể tự phục hồi được là tuỳ thuộc vào con người, tức là chính con người quyết định chất lượng MT sống của chính mình. - Giá trị sử dụng TN của Rsd phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ chế tạo thành. Trong đồng nhất thức trên, công nghệ chế tạo TNTN cũng chưa được xét đến. Khi
xét Rsd cũng không tính đến lượng TN bị hao hụt không sử dụng được mà phảỉ hoàn trả lại MT ngay, tức là chỉ xét đến cái thu được cụ thể mà không tính đến sự tổn hại của MT. Mọi quá trình tiêu dùng đều không làm biến đổi vật chất, song khối lượng tiêu dùng hay giá trị sử dụng của Rsd phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ chế tạo thành và hành vi sử dụng của con người. Đó là hai mặt của vấn đề con người quyết định chất lượng MT sống của mình mà trong đồng nhất thức trên chưa được xét đến. - Khi xét đến Rmt chúng ta thường chú ý đến quá trình sản xuất năng lượng bằng việc đốt cháy dầu, than đá, khí đốt … để cung cấp cho các quá trình sản xuất khác. Nhưng năng lượng lại không tham gia cấu thành sản phẩm, không có mặt trong sản phẩm, trong khi đó quá trình sản xuất năng lượng lại là nguyên nhân lớn gây ô nhiễm MT, làm biến đổi MT. Xã hội càng văn minh, sản xuất càng phát triển, loài người càng cần nhiều năng lượng, do đó các nguồn TN để tạo ra MT càng được khai thác đến cạn kiệt và ô nhiễm MT ngày càng nặng nề hơn. Loài người sẽ phải tìm các nguồn năng lượng sạch khác để thay thế cho than, dầu như năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt … c) Phương hướng nâng cao chất lượng MT sống con người xét về mặt TN: Từ đồng nhất thức trên, theo quan điểm kinh tế TN & MT có thể nhận thấy phương hướng nâng cao chất lượng MT sống trong sử dụng TN như sau: Rtn = Rsd + Rmt , từ đó có thể viết: Rmt = Rtn - Rsd Như vậy, để có thể nâng cao chất lượng MT sống của mình thì cần phải giảm thiểu lượng TN thải bỏ lại MT, tức là giảm Rmt. Việc này có thể thực hiện được bằng hai cách: hoặc là giảm bớt lượng tài nguyên chung Rtn hoặc là tăng lượng TN sử dụng Rsd. Nhưng: - Nếu giảm bớt Rtn tức là phải hạn chế khai thác TNTN lần đầu từ MT. Điều này đồng nghĩa với việc hạn chế sản xuất, giảm tiêu dùng xã hội, tức là làm cho mức sống của xã hội bị suy giảm. Đó là điều không thể chấp nhận được trong xã hội văn minh ngày nay. Một xã hội nghèo đói, trình độ văn minh thấp chỉ có thể dẫn đến sự lãng phí TNTN nhiều hơn và nghèo đói lại là nguyên nhân gây ô nhiễm MT trầm trọng của các nước kém phát triển hiện nay. - Nếu tăng lượng TN sử dụng Rsd ,tức là phải tăng cường sản xuất, tạo ra nhiều sản phẩm, nhiều hàng hoá có chất lượng hơn, phù hợp với quy luật thị trường. Nhưng nếu tăng sản xuất quá mức sẽ lại là hành động gây ô nhiễm MT vì sẽ nhanh chóng làm cạn kiệt TNTN đặc biệt là các loại TN quý hiếm và TN không tái tạo được. Vì vậy, không thể chỉ thực hiện một trong hai giải pháp trên mà phải kết hợp cả hai giải pháp đó một cách hợp lý, đồng thời phải xem xét lại hành vi sử dụng của con người, tức là: + Phải triệt để sử dụng lại các chất thải, giảm đến mức tối thiểu lượng Rmt để hạn chế việc khai thác TN lần đầu từ MT. Đó là một trong những nội dung cơ bản của công tác BVMT trong thời đại hiện nay. + Phải tìm giải pháp công nghệ tối ưu để nâng cao hiệu quả sử dụng TNTN, nâng cao số lượng sản phẩm thu được từ một đơn vị TN hoặc kết hợp nhiều chủng loại TN trên một sản phẩm, đồng thời phải làm cho sản phẩm đó có thể sử dụng lại được (tái tạo được). Mặt khác, cần nâng cao chất lượng sản phẩm, làm cho sản
phẩm có giá trị sử dụng càng cao, càng bền thì càng ít bị thải bỏ lại MT. Đó cũng là biện pháp kinh tế nhất, hữu hiệu nhất để BVMT. + Cần xem xét lại hành vi sử dụng của người tiêu dùng, giáo dục cho người tiêu dùng biết tiết kiệm, biết giữ gìn hàng hoá, không tiêu dùng xa hoa, lãng phí … vì một MT lành mạnh, trong sạch và phát triển bền vững. d) Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa TN và MT Resources (R) Production (P) Consumption (C) r r r (reuse) Waste (W) W>A E- W
hệ tổng hợp phức tạp mà Đac-Uyn gọi là các điều kiện đấu tranh để sinh tồn. Học thuyết tiến hoá của Đac-Uyn được hình thành trên cơ sở nhận thức về mối quan hệ chặt chẽ giữa sinh vật với môi trường. Những năm gần đây, STH đã trở thành khoa học toàn cầu. Con người cũng như các sinh vật khác không thể sống tách rời khỏi môi trường cụ thể của mình. Nhưng con người khác các sinh vật khác là có khả năng thay đổi, cải tạo các điều kiện môi trường cho phù hợp với mục đích riêng của mình. Mặc dù vậy, thiên tai, hạn hán, lũ lụt, dịch bệnh, ô nhiễm môi trường … luôn luôn xảy ra. Điều đó nhắc nhở chúng ta rằng, sức mạnh của loài người không phải là vô địch mà không có sai lầm. Lịch sử nhân loại đã từng chứng kiến những cuộc khủng hoảng sinh thái do sai lầm của con người gây ra, ví dụ: từ thời cổ xưa, vùng thung lủng sông Tigres và Eufrates phồn vinh bổng biến thành hoang mạc vì bị xói mòn và khô cằn do hệ thống tưới tiêu bố trí không hợp lý; nguyên nhân sụp đổ của nền văn minh Mozopotami vĩ đại cũng do một tai hoạ sinh thái; một trong những nguyên nhân làm tan vỡ nền văn minh Maya ở Trung Mỹ và sự diệt vong của triều đại Khơme trên lãnh thổ Campuchia là do khai thác rừng nhiệt đới quá mức; biển Aral, biển lớn thứ tư thế giới nằm trong lục địa các nước Trung Á đang bị cạn dần (từ năm 1965 đến nay đã mất đi hơn 3/4 thể tích nước và 1/2 diện tích bề mặt) do các nguồn nước bổ cập cho biển của hai sông Amua và Syra bị cắt bớt để chuyển về tưới cho các cánh đồng bông rộng lớn của các nước Trung Á v.v… Như vậy, khủng hoảng sinh thái không phải là vấn đề mới phát hiện ở thế kỷ XX khi ngành STH ra đời mà là những bải học trong quá khứ đã bị lãng quên. Nêu lên những điều đó để thấy rằng, con người nếu muốn đạt được một sự thoả mãn nào đó cho nhu cầu phát triển của mình thì trong phần lớn các trường hợp phải chấp nhận những điều kiện của tự nhiên, những điều kiện đó được phản ảnh thông qua những quy luật sinh thái cơ bản mà các sinh vật phải phục tùng. Trong các loài sinh vật trên hành tinh chúng ta thì con người là sinh vật xuất hiện muộn nhất, cách đây khoảng 1,5 triệu năm, nhưng với sự xuất hiện của con người, thế giới sinh vật đã đạt tới tột đỉnh của sự tiến hoá hữu cơ. Cũng từ đó hình thành môi trường sống của con người với những nét đặc thù riêng. Cùng với con người, nhân tố văn hoá, xã hội trong môi trường sống của nó cũng xuất hiện. Con người đã tạo ra môi trường sống riêng của mình và thích nghi với chúng một cách chủ động. b) Đối tượng nghiên cứu của STH Sự sống có thể là từ các nguồn gen, các tế bào (đơn, đa bào), các bộ phận (cơ quan) trong cơ thể sống đến các cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái. Đối tượng nghiên cứu của STH là toàn bộ các mối quan hệ từ các cá thể sống cho đến các hệ sinh thái. Còn từ nguồn gen cho đến các bộ phận của cơ thể sống là thuộc đối tượng nghiên cứu của các ngành khác như sinh học, y học v.v… STH có mối quan hệ chặt chẽ với các ngành khoa học khác. Trước hết là với ngành sinh học như sinh lý học, tiến hoá học, tập tính học, di truyền học v.v… vì chúng có chung một đối tượng nghiên cứu là các sinh vật. Sau đó là các ngành khoa học nghiên cứu về môi trường như khoa học về ttrái đất, về vũ trụ, về không khí, nước … vì nó là cơ sở để bảo vệ môi trường. Có thể nói STH là khoa học tiền bối của khoa học môi trường vì khoa học môi truờng lấy mối quan hệ giữa con người và
các hoạt động của nó với môi trường làm đối tượng nghiên cứu. STH lại có quan hệ chặt chẽ với các khoa học về phát triển sản xuất như nông, lâm, ngư nghiệp vì STH là cơ sở để tăng sản lượng, nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi … sử dụng hợp lý và bảo vệ các nguồn tài nguyên để phát triển bền vững. c) Bản chất của STH STH nghiên cứu 2 vấn đề chính: - Nghiên cứu các yếu tố của môi trường và các nhân tố sinh thái có liên quan đến sự sông của các sinh vật để điều chỉnh các hệ sinh thái thích nghi với môi trường và các nhân tố sinh thái đó. - Nghiên cứu các quy luật cơ bản của hệ sinh thái như quy lụât tác động tổng hợp các NTST, quy luật giới hạn sinh thái, quy luật tác động không đều của các NTST lên cơ thể sống của các sinh vật, quy luật tác động qua lại giữa sinh vật với môi trường. 2.1.2 Phân loại STH a) Theo số lượng và loài - STH cá thể: nghiên cứu một cá thể sinh vật riêng lẽ với môi trường, tìm ra các giới hạn thích hợp và điều kiện cực thuận của các NTSTMT đối với sinh vật. Nó cũng nghiên cứu ảnh hưởng của các NTSTMT lên hình thái cấu tạo, sinh lý, tập tính của sinh vật. - STH quần thể: Quần thể là tập hợp các cá thể của cùng một loài, khác nhau về kích thước, lứa tuổi và giới tính… được phân bố trong một không gian nhất định và ở vào một thời điểm nhất định. Quần thể là tổ chức sinh vật cao hơn mức cá thể. STH quần thể nghiên cứu các đặc điểm của các quần thể về chất cũng như về lượng, nghiên cứu sự biến động số lượng cá thể và nguyên nhân gây ra sự biến động đó. - STH quần xã: Quần xã là tổ hợp các quần thể của ít nhất là hai loài khác nhau cùng sống trong một không gian nhất định và ở vào một thời điểm nhất định. Ví dụ: quần xã ếch - nhái - cá trong một hồ nước; gà - vịt - ngan - ngỗng trong một vườn nuôi; các quần xã rừng (rừng già, rừng trẻ, rừng ôn đới, nhiệt đới …). Quần xã là một tổ chức cao hơn quần thể. STH quần xã nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài sinh vật với nhau và với các nhân tố môi trường trong quần xã. - Hệ sinh thái: là đơn vị cơ sở của tự nhiên được mô tả như một thực thể, xác định chính xác trong không gian và thời gian. Nó bao gồm không chỉ các sinh vật sống trong đó mà còn có cả các điều kiện tự nhiên của môi trường như đất, nước, không khí cũng như tất cả các mối tương tác giữa các sinh vật với nhau và giữa các sinh vật với môi trường. Ví dụ một hồ nước, một khu rừng, một thành phố… trong đó có các sinh vật với môi trường sống của nó được gọi là hệ sinh thái hồ, hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái đô thị v.v… Các hệ sinh thái trên trái đất tập hợp lại thành sinh quyển. b) Theo đối tượng nghiên cứu: STH phân ra: STH động vật, STH thực vật, vi sinh vật, thú, người v.v… tức là lấy đối tượng là động vật, thực vật, vi sinh vật … để nghiên cứu. c) Theo cách ứng dụng: STH phân ra: STH nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư nghiệp, môi trường …, tức là lấy việc nghiên cứu ứng dụng trong nông, lâm, ngư nghiệp hoặc bảo vệ môi trường làm mục đích.
2.1.3 Nhân tố sinh thái môi trường (NTSTMT) a) Khái niệm: Các nhân tố tác động cùng một lúc lên môi trường sống của các sinh vật được gọi là các NTST môi trường. Các nhân tố này có thể thúc đẩy hoặc kìm hãm sự phát triển của các sinh vật như sinh sản, trưởng thành, di cư, nhập cư … và sự phân bố vùng địa lý của các sinh vật. Các sinh vật muốn tồn tại và phát triển đều phải thường xuyên tìm cách thích nghi với môi trường và điều chỉnh hoạt động sống của mình cho phù hợp với sự biến đổi của môi trường tức là phù hợp với sự tác động của các NTSTMT. Các NTST sẽ làm cho các sinh vật thích nghi về tập tính, về sinh lý và về hình thái cấu tạo thông qua hoạt động phối hợp của hệ thần kinh và hệ nội tiết. Sự thích nghi về sinh lý được gọi là sự thuần hoá. Môi trường luôn thay đổi đã làm tiền đề cho các sinh vật phải thay đổi theo để thích nghi. Đó chính là quá trình hình thành và tiến hoá của các loài sinh vật. b) Phân loại: Các NTSTMT được phân thành các nhóm sau: - Nhóm nhân tố vô sinh như khí hậu, thời tiết, địa hình, nguồn nước, đất … - Nhóm nhân tố hữu sinh như các quần thể sống của các loài động vật, thực vật, vi sinh vật… Đó là thế giới hữu cơ, một thành phần rất quan trọng của môi trường. Các nhân tố này có thể cạnh tranh, ký sinh, thù địch … - Nhóm nhân tố con người: là nhân tố ngày càng tác động mạnh mẽ lên môi trường. Khác với nhóm nhân tố hữu sinh, con người tác động vào môi trường bởi các nhân tố về xã hội (như chế độ chính trị), tác động có ý thức (còn động vật thì không có ý thức), và tác động của con người ngày càng lớn v.v… - Nhóm nhân tố độc lập hay phụ thuộc vào mật độ. NTST độc lập mật độ là nhân tố không thay đổi hiệu quả nếu mật độ cá thể của quần thể thay đổi (thời tiết, khí hậu …), còn NTST phụ thuộc mật độ thì ngược lại sẽ thay đổi hiệu quả nếu mật độ cá thể quần thể thay đổi (thức ăn, không gian sống, sự cạnh tranh …). - Nhóm nhân tố có chu kỳ sơ cấp (nhiệt độ, ánh sáng …), chu kỳ thứ cấp (độ ẩm không khí) hay nhóm nhân tố không có chu kỳ (bão… lũ …). 2.1.4 Nhân tố sinh thái giới hạn - Luật giới hạn sinh thái NTST giới hạn: là nhân tố mà khi tác động lên các sinh vật được giới hạn từ điểm cực hại thấp đến điểm cực hại cao thông qua điểm cực thuận. Dưới điểm cực hại thấp và trên điểm cực hại cao sinh vật không thể tồn tại được. Ví dụ: nhiệt độ, độ mặn là NTST giới hạn đối với các sinh vật; ánh sáng là NTST giới hạn đối với thực vật nhưng không phải là NTSHGH đối với động vật. Luật nói về các NTSTGH được gọi là luật giới hạn sinh thái, còn được gọi là luật Shelford. Shelford (1913) đã phát hiện thấy yếu tố giới hạn có thể không chỉ là sự thiếu thốn mà còn có cả sự dư thừa. Các sinh vật được giới hạn đặc trưng bởi tối thiểu và tối đa sinh thái, khoảng giữa hai đại lượng này tạo ra giới hạn của sự chống chịu. Do đó, Shelford đã phát biểu về định luật này như sau: "Tất cả các sinh vật đều chịu sự tác động của các NTSTMT trong một giới hạn nhất định.
Tùy thuộc vào từng NTST, tuỳ thuộc vào khả năng chịu đựng của từng loài sinh vật mà chúng có sự phân loại rộng, hẹp, cao, thấp, nhiều, ít … khác nhau." Ví dụ: đối với nhân tố là nhiệt độ, tuỳ theo loài sinh vật, ta có thể phân loại chúng thành loài chịu nhiệt rộng như hổ, báo; loài nhiệt hẹp như cây chuối, phong lan, san hô, gấu trắng, hải cẩu …; loài nhiệt nhiều (cây dương xỉ, xương rồng…), loài nhiệt ít (ếch, nhái …) v.v… Sơ đồ đường cong Shelford biểu diễn giới hạn sinh thái là nhiệt độ như sau: Y Sự sinh trưởng Vùng tác động có lợi nhất T0 Giới hạn sinh thái Trong giới hạn sinh thái đó có vùng tác động có lợi nhất (opt.). Còn điểm tác động có lợi nhất của nhân tố đó đối với cơ thể sinh vật được gọi là điểm cực thuận. Càng lệch xa vùng tác động có lợi nhất thì càng bất lợi cho cơ thể sinh vật. Có 4 quy luật giới hạn sinh thái như sau: - Những sinh vật khác nhau thì có giới hạn sinh thái và điểm cực thuận khác nhau. Các sinh vật có thể có giới hạn sinh thái rộng đối với NTST này nhưng lại có phạm vi chịu đựng hẹp với NTST khác. - Các sinh vật có giới hạn sinh thái rộng đối với tất cả các NTST thì thường được phân bố rộng hơn đối với các sinh vật khác (hổ, báo …). - Khi một NTST nào đó không thích hợp với loài thì giới hạn sinh thái đối với những NTST khác có thể bị thu hẹp. - Giới hạn sinh thái đối với cá thể đang ở giai đoạn sinh sản thường hẹp hơn so với giai đoạn trưởng thành không sinh sản. 2.1.5. Nhân tố nhiệt độ Nhìn chung các sinh vật chỉ có thể sống trong một phạm vi nhiệt độ khá hẹp (0 - 500C). Giới hạn này là giới hạn nhiệt độ của quá trình trao đổi chất trong cơ thể các loài sinh vật. Đối với mỗi loài ta có thể xác định các loại nhiệt độ như nhiệt độ gây chết thấp (cực hại thấp), nhiệt độ chịu đựng thấp, nhiệt độ cực thuận (tối ưu), nhiệt độ chịu đựng cao và nhiệt độ gây chết cao (cực hại cao). Ta có thể biểu diễn sơ đồ minh hoạ luật Shelford về quan hệ của cơ thể sinh vật và gradien nhiệt độ NTSTGH như sau: Y Sự sinh trưởng